: 计算机组成原理实验报告——运算器实验
: 本实验报告详述了基于74LS181运算功能发生器的运算器实验，涉及算术与逻辑运算，以及移位运算的实现。
【知识点详解】:
1. **运算器数据通路**:
- 运算器数据通路是计算机中执行算术和逻辑运算的核心部分，通常包括数据存储单元（如寄存器）、算术逻辑单元（ALU）和控制信号。
- 在本次实验中，74LS181芯片被用作运算功能发生器，它能实现多种算术和逻辑操作。
2. **74LS181运算功能发生器**:
- 74LS181是一款四位二进制可预置全加器，能够执行无进位或带进位的加法、减法、逻辑与、逻辑或、异或、非等运算。
3. **实验连线与操作**:
- 实验过程中，需正确连接电路，并确保在接通电源前无误。
- 数据输入通过二进制数据开关到LDDR1和LDDR2寄存器，然后通过总线输出寄存器内容。
4. **控制信号**:
- SW-B和ALU-B是输入和输出三态门的控制端，低电平有效，控制数据的输入与输出。
- S3、S2、S1、S0是运算选择控制端，决定执行哪种运算。
- M是逻辑/算术控制选择端，M=0为算术运算，M=1为逻辑运算。
- Cn是进位控制端，Cn=0表示有进位，Cn=1表示无进位。
5. **运算过程**:
- 对数据求补操作分为两步：先取反，再加1。数据需要在不同的寄存器之间转移以完成整个过程。
6. **移位运算**:
- 移位运算包括左移和右移，可以是有进位或无进位的。例如，0001000进行移位操作，会改变其位模式。
- 循环移位保留最高位或最低位，使得数据在移位后不会丢失。
7. **实验结果验证**:
- 实验中记录了不同运算和移位操作的结果，用于验证运算器的功能是否正确。
- 思考题涉及到如何配置ALU以实现加1和减1运算，以及对不同进位条件下的左移运算结果的计算和验证。
8. **问题解决与体会**:
- 实验中可能出现的问题可能涉及连线错误、控制信号设置不当等，需要通过分析和调试来解决。
- 通过实验，学生能深入理解运算器的工作原理，增强动手能力和问题解决能力。
本实验报告覆盖了计算机组成原理中的重要概念，如运算器的数据通路设计、逻辑门的使用、运算控制信号的作用，以及实际操作中的问题解决，有助于加深对计算机内部结构的理解。
